Baterie nebo vodík? Budoucnost může být v obojím, říká Josef Břoušek

V době, kdy je ochrana životního prostředí klíčovým tématem, jsou bateriové a vodíkové technologie, ale i autonomní platformy na špici zájmu. Tým Josefa Břouška z CXI TUL hraje v tomto výzkumu významnou úlohu.

Civilizace kolabuje a bojuje se o vodu a palivo, tedy alespoň ve světě filmu Mad Max: Fury Road. Naštěstí se v reálném světě místo honiček o benzín v obrněných náklaďácích soustředíme na hledání udržitelných způsobů dopravy. Automobilky investují do vývoje elektromobilů, vodíkových vozidel a dalších čistých technologií. Na výzkumu, který má zabránit takové apokalypse, pracuje na CXI TUL Josef Břoušek.

Teplotní management baterií: spolupráce se Škoda Auto

Jedním z partnerů Josefova týmu je Škoda Auto, s níž výzkumníci dlouhodobě spolupracují na vývoji spalovacích motorů a mechanických převodovek. Nyní se spolupráce rozšiřuje o oblast bateriových systémů, konkrétně o jejich teplotní management.

„Baterie potřebují přesně definované podmínky. Někdy je nutné je chladit, jindy předehřát, aby fungovaly spolehlivě a bezpečně. U nových generací vozidel už se tyto systémy stávají samozřejmostí,“ vysvětluje Josef, kterého na Technickou univerzitu v Liberci přilákala i vysoká pravděpodobnost uplatnění absolventů právě touto automobilkou.

ANTETUL: autonomní bateriové užitkové vozidlo

Robotické vozítko ANTETUL je mezifakultní projekt TUL vedený Michalem Petrů, kde Josef zajišťoval pohony a řízení. Vzniklo jako předaplikační projekt bez průmyslového partnera, aby vývojáři mohli svobodně experimentovat s konstrukcí i softwarem. Možnosti jsou široké, od jednoduchého převozu materiálu přes napájecí jednotku s vysokokapacitní baterií až po platformu s robotickou rukou a do budoucna by mohlo najít využití v zemědělství, obraně či průmyslu.

„Dnes pohony řídí člověk, ale přichází doba, kdy to zvládne algoritmus. Ten zná trasu, vyhodnotí rychlost v zatáčkách a optimalizuje pohon tak, aby byl účinnější. To je obrovský potenciál pro úsporu energie,“ říká Josef s tím, že už se ozývají firmy a města se zájmem využít výsledky projektu pro své potřeby.

Autonomní vozítko ANTETUL gen0 bude k vidění ve čtvrtek 6.11. od je 16:00 do 17:00 hodin v Technickém muzeu v Liberci v rámci Dnů AI.

Baterie, vodík nebo spalovací motor? Záleží na kontextu

Josef se zabývá pohonnými jednotkami vozidel, a tak přichází otázka, čím jezdí on sám. Odpověď? Má dieselové auto i elektroauto.

„Elektrické auto není vždy lepší než spalovací, stejně jako vodíkový autobus není automaticky vhodnější než bateriový. Záleží na klimatu, potřebách uživatele i době, ve které technologii hodnotíme. Ale i to, co platí dnes, nemusí platit za tři roky a už vůbec ne za deset,“ vysvětluje.

Podle Josefa je elektroauto pohodlné a svižné, ale vyžaduje více plánování, a to zejména kvůli dojezdu v zimě a nutnosti nabíjení. Na dlouhé a rychlé cesty zatím moje auto ideální není, ale pro každodenní dojíždění či víkendové výlety funguje skvěle. Na trhu už se však objevují modely s výrazně lépe vyřešeným nabíjením, zatím ale spadají do vyšší cenové kategorie.

Stejné dilema mohou řešit i města. „Uvedu modelový příklad, který mě teď napadá: Pokud by měl Liberec elektrické autobusy, bylo by nutné podle sezóny měnit jejich provozní režimy, protože dojezd může být rozdílný v létě a v zimě. Vodíkový autobus tento problém tolik nemá, ale je dražší,“ dodává Josef.

Dobít elektroauto s karavanem je zatím problém

Karavan je také jedním z důvodů, proč zatím zůstává věrný klasickému autu. „Zapřáhnout přívěs a pohodlně natankovat je pro auta s alternativními pohony stále výzva,“ přiznává.

Karavan je pro něj způsob, jak poznávat místa, kam by se jinak nedostal, třeba přírodní rezervace, skryté pláže i hory. Mezi nezapomenutelné zážitky řadí francouzský kaňon Verdon. „Ale přiznám se, tam už jsem s karavanem neřídil, protože výšky a kolony motorkářů mi úplně nesedí,“ směje se.

Vodík: rychlost tankování vs. vysoká cena

Výzkum Josefova týmu se nezaměřuje pouze na baterie. Na TUL navazují také na dlouhou tradici výzkumu vodíkových technologií.

„Díky dřívějším projektům máme unikátní zázemí, laboratoře připravené na vodíková zařízení, budujeme zkušebnu palivových článků a know-how od lidí, kteří s vodíkem pracovali,“ popisuje Josef. Díky tomu mohou spolupracovat nejen s průmyslem, ale i s kolegy z materiálového výzkumu na CXI. Společně hodnotí, zda mají inovace ve vodíkových článcích či v jeho skladování smysl, jaký by měly dopad a kde by našly uplatnění.

Vodíková auta podle něj mají jasné výhody, zejména rychlé tankování a stabilní dojezd bez ohledu na roční období. Limitují je však vysoká cena a nedostatečná infrastruktura.

„Budoucnost nebude černobílá. V některých oblastech vyhrají baterie, jinde vodík. Záleží na místních zdrojích, geopolitice i ekonomice. Například pokud region dokáže vyrobit dostatek obnovitelného vodíku, jeho cena klesne a může to dávat smysl,“ vysvětluje Josef.

Na dosah excelence: Zkušenost, kterou běžná firma nenabídne

 „Jsem na dosah excelence. Takovou zkušenost bych v běžné firmě nezískal,“ odpovídá mi na otázku proč zůstal v akademickém prostředí. Zmiňuje i mezinárodní stáže, které mu otevřely nové obzory, pracoval například ve Finsku, Dánsku i Švýcarsku. Zkušenosti z Aalborg University v Dánsku shrnuje s úsměvem: „Byl jsem v kanceláři s Portugalcem, Řekem, Číňanem a Ukrajincem. Každý měl jiný pohled, jiné zkušenosti, a to mě baví. Proto se snažím zapojovat do mezinárodních projektů, abych kolem sebe měl takto rozmanitý tým.“

Spolupráci napříč obory považuje za klíčovou. Inspiruje se i přístupem uznávaného vědce Martina Pumery, který také působí na CXI TUL. „Říká, že nehledá spolupráci pouze s lidmi ze svého oboru, ale i s těmi, co zkoumají něco trochu jiného. Dohromady pak vytvoří něco úplně nového. Dřív jsem si to neuvědomoval, ale dává mi to velký smysl,“ uzavírá Josef.